JP2021147881A - Rock mass size optimization system, optimization method, program, and recording medium - Google Patents

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Abstract

To provide a rock mass size optimization system, an optimization method, a program, and a recording medium that can optimize the rock mass size that can optimize the utilization rate of a crusher.SOLUTION: A rock mass size optimization system 1 comprises rock mass information acquisition means 10 for acquiring rock mass information related to a rock mass before being thrown into a crusher A, and rock mass size calculation means 30 that calculates the optimum rock mass size for each rock type from the rock mass information and operating rate information. A method for optimizing the rock mass size of the present invention comprises the steps in which: the rock mass information acquisition means 10 acquires the rock mass information related to the rock mass before being thrown into the crusher; the rock mass size calculation means 30 calculates the optimum rock mass size for each rock type from the rock mass information and the operating rate information; and drilling pattern calculation means 40 calculates drilling pattern information related to blasting and excavation of a face from the rock mass information and the optimum rock mass size.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、岩塊サイズの最適化システム、最適化方法、プログラム、及び記録媒体に関し、特に、トンネル工事における、切羽を発破掘削して生じた岩塊を、クラッシャによって破砕し、破砕粒として坑外へ搬出する工程において、岩塊のサイズを最適化するための、岩塊サイズの最適化システム、最適化方法、プログラム、及び記録媒体に関する。 The present invention relates to a rock mass size optimization system, an optimization method, a program, and a recording medium. The present invention relates to a rock mass size optimization system, an optimization method, a program, and a recording medium for optimizing the rock mass size in the process of carrying out the rock mass.

発破掘削による山岳トンネル工事では、ドリルジャンボによって、切羽の岩盤に所定パターンの複数の装薬孔を削孔し、装薬孔内に火薬を装薬して発破することによって、岩盤を破壊して掘削する。
発破によって生じた岩塊(ズリ)は、ダンプトラックによって坑外に搬出する他、近年では特に、坑内環境の向上や安全性の確保のため、切羽付近から坑外にわたって連続配置した連続ベルトコンベアで搬送する方式が広く採用されるようになっている。
発破によって切羽付近に堆積した岩塊は、ホイールローダによって、切羽から離して配置したクラッシャの破砕室内に投入され、クラッシャで細かく破砕された後に排出されてベルトコンベアで坑外へ向けて搬出される。
In mountain tunnel construction by blasting excavation, multiple charge holes of a predetermined pattern are drilled in the bedrock of the face by a drill jumbo, and gunpowder is charged into the charge holes to blast, thereby destroying the bedrock. Excavate.
Rock masses (slip) generated by blasting are carried out of the mine by dump trucks, and in recent years, especially in order to improve the underground environment and ensure safety, continuous belt conveyors are continuously arranged from the vicinity of the face to the outside of the mine. The method of transporting has come to be widely adopted.
The rock mass deposited near the face by blasting is thrown into the crusher chamber of the crusher placed away from the face by the wheel loader, crushed finely by the crusher, discharged, and carried out to the outside by the belt conveyor. ..

近年、長距離山岳トンネルの工事の増加に伴い、トンネル工事の急速施工が追及されているところ、発破掘削の施工サイクルの3割程度を占める破砕処理をいかに効率化するか、すなわち切羽から生じた岩塊をいかに効率的に破砕して坑外へ搬出するか、が業界における喫緊の課題となっている。
破砕処理の効率化に関する従来技術として、特許文献1には、台車により搬入部をスライド伸縮可能なテールピース台車を用いた、搬出システム及び搬出方法が開示されている。この発明によれば、発破時には台車をスライドして搬入部を切羽から退避させて装置の安全を図るとともに、岩塊の搬入時には台車をスライドして搬入部を切羽に近づけ、移動式クラッシャを搬入部前に据え付けることで、切羽と移動式クラッシャとの距離を短縮し、ホイールローダによる、岩塊の投入作業の作業効率を高める。
特許文献2及び3には、通常1台であるクラッシャを2台配置し、岩塊を二段階に分けて破砕することで、破砕効率の向上と、クラッシャの小型化を図る運搬方法が開示されている。
In recent years, with the increase in construction of long-distance mountain tunnels, rapid construction of tunnel construction has been pursued, and how to improve the efficiency of crushing processing, which occupies about 30% of the construction cycle of blasting excavation, that is, it arises from the face. How to efficiently blast rock masses and carry them out of the tunnel is an urgent issue in the industry.
As a conventional technique for improving the efficiency of the crushing process, Patent Document 1 discloses a unloading system and a unloading method using a tailpiece trolley that can slide and expand the loading portion by the trolley. According to the present invention, the trolley is slid at the time of blasting to retract the carry-in portion from the face to ensure the safety of the device, and at the time of carrying in the rock mass, the trolley is slid to bring the carry-in portion closer to the face to carry in the mobile crusher. By installing it in front of the part, the distance between the face and the mobile crusher will be shortened, and the work efficiency of the rock mass loading work by the wheel loader will be improved.
Patent Documents 2 and 3 disclose a transportation method in which two crushers, which are usually one, are arranged and the rock mass is crushed in two stages to improve the crushing efficiency and reduce the size of the crusher. ing.

特開2017−48588号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-48588 特開2017−190662号公報JP-A-2017-190662 特許平11−350880号公報Japanese Patent No. 11-350880

特許文献1は、破砕処理の効率化を、主にホイールローダの搬送効率向上に求めるものであるが、クラッシャへの岩塊の投入量がクラッシャの能力を超過した場合には、ホイールローダを止めてクラッシャによる破砕を待つ必要がある。つまり、結局のところ施工効率がクラッシャの稼働率に依存する。
特許文献2及び3は、破砕処理の効率化を、主にクラッシャの分散処理による稼働率の向上に求めるものである。ここで、稼働率の根拠となるクラッシャの破砕能力(t/h)はメーカーが開示する公称能力によっている。
しかし、クラッシャの公称能力は、石切り場においてブレーカーで切り出したような、破砕に好適なサイズの岩塊を前提として算定されたものである。
一方、実際の発破掘削では、クラッシャの破砕能力を超えるサイズの岩塊が生じうるため、クラッシャ内部に投入した岩塊を、クラッシャの動歯(ジョー)が噛み砕くことができず、開閉するジョーの上を岩塊が「踊っている」ような状態が長く続くことも少なくない。このような状態では、メーカーの公称能力どおりの稼働率を達成することは極めて難しい。
一方、発破掘削の時点で、装薬孔の間隔を密にしたり、装薬量を増して、岩塊を細かく切り出せば、クラッシャの能力を最大に発揮させて、クラッシャの稼働率自体を向上させることは可能である。
ただしそれは、削孔装薬工程へのしわ寄せに過ぎず、削孔と装薬の作業量や火薬の消費量を増やすことで、工事全体としての施工効率を引き下げるとともに、施工コストを高騰させることになる。
Patent Document 1 seeks to improve the efficiency of the crushing process mainly for improving the transport efficiency of the wheel loader. However, when the amount of rock mass input to the crusher exceeds the capacity of the crusher, the wheel loader is stopped. It is necessary to wait for the crusher to crush it. In other words, after all, the construction efficiency depends on the operating rate of the crusher.
Patent Documents 2 and 3 seek to improve the efficiency of the crushing treatment mainly by improving the operating rate by the distributed treatment of the crusher. Here, the crusher crushing capacity (t / h), which is the basis of the operating rate, depends on the nominal capacity disclosed by the manufacturer.
However, the nominal capacity of the crusher is calculated on the premise of a rock mass of a size suitable for crushing, such as that cut out with a breaker at a quarry.
On the other hand, in actual blasting excavation, a rock mass with a size exceeding the crusher's crushing capacity can be generated, so the rock mass thrown into the crusher cannot be crushed by the crusher's moving teeth (joe), and the jaw opens and closes. It is not uncommon for rock masses to "dance" over the top for a long time. In such a state, it is extremely difficult to achieve the operating rate according to the manufacturer's nominal capacity.
On the other hand, at the time of blasting excavation, if the spacing between the charge holes is increased or the amount of charge is increased to cut out the rock mass into small pieces, the crusher's ability can be maximized and the crusher utilization rate itself can be improved. It is possible.
However, it is nothing more than a wrinkle in the drilling charge process, and by increasing the amount of drilling and charging work and the amount of explosives consumed, the construction efficiency of the entire construction will be reduced and the construction cost will rise. Become.

以上を勘案すると、発破掘削によって生成される岩塊のサイズは、クラッシャの破砕能力を超過しない限度における、最大のサイズであることが望ましい。
また、同じサイズであっても、岩種によって岩塊の圧縮強度が異なるため、岩塊のサイズを選定するにあたり岩種の違いを反映させる必要がある。しかし、切羽の岩質は、現場ごと、掘削深度ごとの変動的な要素に依存する部分が大きく、これを岩塊のサイズやクラッシャの稼働率と紐づけて、定量的に判断することは難しい。
In consideration of the above, it is desirable that the size of the rock mass generated by blasting excavation is the maximum size as long as the crushing capacity of the crusher is not exceeded.
Moreover, even if the size is the same, the compressive strength of the rock mass differs depending on the rock type, so it is necessary to reflect the difference in the rock mass when selecting the size of the rock mass. However, the rock quality of the face largely depends on variable factors for each site and excavation depth, and it is difficult to quantitatively judge this by linking this with the size of the rock mass and the operating rate of the crusher. ..

本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決可能な、岩塊サイズの最適化システム、最適化方法、プログラム、及び記録媒体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rock mass size optimization system, an optimization method, a program, and a recording medium capable of solving the above-mentioned problems of the prior art.

本発明の岩塊サイズの最適化システムは、クラッシャへ投入する前の岩塊に係る岩塊情報を取得し、岩塊情報が少なくとも、岩塊サイズ及び岩種を含む、岩塊情報取得手段と、岩塊情報取得手段から岩塊情報を取得し、岩塊情報及びクラッシャの稼働率情報から、岩種別の最適岩塊サイズを演算する、岩塊サイズ演算手段と、を備え、最適岩塊サイズが、クラッシャの稼働率を最適に維持可能な最大の岩塊サイズであることを特徴とする。 The rock mass size optimization system of the present invention acquires rock mass information related to the rock mass before it is put into the crusher, and the rock mass information includes at least the rock mass size and the rock type as a rock mass information acquisition means. , The optimum rock mass size is provided with the rock mass size calculation means that acquires the rock mass information from the rock mass information acquisition means and calculates the optimum rock mass size for each rock type from the rock mass information and the crusher operation rate information. However, it is characterized by the maximum rock mass size that can optimally maintain the crusher utilization rate.

本発明の岩塊サイズの最適化システムは、クラッシャの稼働時間単位における、クラッシャに投入した岩塊の量と、クラッシャによって岩塊を破砕して排出した破砕粒の量から、クラッシャの稼働率情報を演算する、稼働率演算手段を備え、岩塊サイズ演算手段が、稼働率演算手段から稼働率情報を取得してもよい。 In the rock mass size optimization system of the present invention, the operation rate information of the crusher is obtained from the amount of the rock mass put into the crusher and the amount of crushed grains discharged by crushing the rock mass by the crusher in the operating time unit of the crusher. The rock mass size calculation means may acquire the operation rate information from the operation rate calculation means.

本発明の岩塊サイズの最適化システムは、岩塊情報取得手段から岩塊情報を取得し、岩塊サイズ演算手段から最適岩塊サイズを取得し、岩塊情報及び最適岩塊サイズから、切羽の発破掘削に係る削孔パターン情報を演算する、削孔パターン演算手段を備えていてもよい。 The rock mass size optimization system of the present invention acquires rock mass information from the rock mass information acquisition means, acquires the optimum rock mass size from the rock mass size calculation means, and obtains the face from the rock mass information and the optimum rock mass size. A drilling pattern calculation means for calculating drilling pattern information related to blasting excavation may be provided.

本発明の岩塊サイズの最適化システムは、削孔パターン演算手段から削孔パターン情報を取得し、削孔パターン情報に基づいて、切羽に対して自律的に削孔及び装薬を行う、削孔装薬手段を備えていてもよい。 The rock mass size optimization system of the present invention acquires drilling pattern information from the drilling pattern calculation means, and autonomously drills and charges the face based on the drilling pattern information. Perforated charge means may be provided.

本発明の岩塊サイズの最適化システムは、岩塊情報取得手段が、クラッシャの破砕部へ投入する前の岩塊を撮影して画像情報を生成する、撮像部と、画像情報を解析して岩塊情報を取得する、解析部と、を有していてもよい。 In the rock mass size optimization system of the present invention, the rock mass information acquisition means analyzes the image information with the imaging unit that captures the rock mass before it is thrown into the crusher's crushed portion and generates image information. It may have an analysis unit that acquires rock mass information.

本発明の岩塊サイズの最適化システムは、解析部が、岩塊を含む画像を学習データとする機械学習に基づいて、画像解析を行ってもよい。 In the rock mass size optimization system of the present invention, the analysis unit may perform image analysis based on machine learning using an image containing the rock mass as training data.

本発明の岩塊サイズの最適化方法は、岩塊情報取得手段が、クラッシャへ投入する前の岩塊に係る岩塊情報を取得し、岩塊情報が少なくとも、岩塊サイズ及び岩種を含むステップと、岩塊サイズ演算手段が、岩塊情報取得手段から岩塊情報を取得し、岩塊情報及びクラッシャの稼働率情報から、岩種別の最適岩塊サイズを演算するステップと、削孔パターン演算手段が、岩塊情報取得手段から岩塊情報を取得し、岩塊サイズ演算手段から最適岩塊サイズを取得し、岩塊情報及び最適岩塊サイズから、切羽の発破掘削に係る削孔パターン情報を演算するステップと、を備え、最適岩塊サイズが、クラッシャの稼働率を最適に維持可能な最大の岩塊サイズであることを特徴とする。 In the method for optimizing the rock mass size of the present invention, the rock mass information acquisition means acquires the rock mass information related to the rock mass before being thrown into the crusher, and the rock mass information includes at least the rock mass size and the rock type. Steps, a step in which the rock mass size calculation means acquires rock mass information from the rock mass information acquisition means, and calculates the optimum rock mass size for each rock type from the rock mass information and the crusher operation rate information, and a drilling pattern. The calculation means acquires the rock mass information from the rock mass information acquisition means, acquires the optimum rock mass size from the rock mass size calculation means, and from the rock mass information and the optimum rock mass size, the drilling pattern related to the rupture excavation of the face. It is characterized by having a step of calculating information and the optimum rock mass size being the maximum rock mass size capable of optimally maintaining the crusher utilization rate.

本発明のプログラムは、コンピューターを、本発明の最適化システムとして機能させることを特徴とする。 The program of the present invention is characterized in that the computer functions as the optimization system of the present invention.

本発明のコンピューター読み取り可能な記録媒体は、本発明のプログラムを記録したことを特徴とする。 The computer-readable recording medium of the present invention is characterized in that the program of the present invention is recorded.

本発明の岩塊サイズの最適化システム、最適化方法、プログラム、及び記録媒体は、岩塊情報とクラッシャの稼働率とに基づいて、工事全体の施工効率の向上に寄与する最適岩塊サイズを判定することができる。 The rock mass size optimization system, optimization method, program, and recording medium of the present invention determine the optimum rock mass size that contributes to the improvement of the construction efficiency of the entire construction based on the rock mass information and the crusher operating rate. It can be determined.

本発明に係る岩塊サイズの最適化システムの説明図。Explanatory drawing of rock mass size optimization system which concerns on this invention. 本発明に係る岩塊サイズの最適化方法の説明図。Explanatory drawing of the rock mass size optimization method which concerns on this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の岩塊サイズの最適化システム、最適化方法、プログラム、及び記録媒体について詳細に説明する。
なお、本発明において「岩塊」とは、切羽の岩盤を発破掘削することによって生成する岩であって、クラッシャの破砕部に投入する前の原石を意味する。また、「破砕粒」とは、岩塊をクラッシャの破砕部によって破砕した岩や石を意味する。
Hereinafter, the rock mass size optimization system, the optimization method, the program, and the recording medium of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the present invention, the "rock mass" means a rock formed by blasting and excavating the bedrock of a face, and means a rough stone before being thrown into a crushed portion of a crusher. In addition, "crushed grain" means a rock or stone in which a rock mass is crushed by a crusher's crushed portion.

[最適化システム]
<1>全体の構成(図1)。
本発明の岩塊サイズの最適化システム1は、クラッシャAに投入する岩塊と、クラッシャAの稼働率から、施工効率の向上に寄与する最適岩塊サイズを得るシステムである。
最適化システム1は、トンネル工事において、切羽を発破掘削して生じた岩塊を、クラッシャAによって破砕し、破砕粒として坑外へ搬出する工程に適用する。
最適化システム1は、岩塊情報取得手段10と、岩塊サイズ演算手段30と、を少なくとも備える。本例ではさらに、稼働率演算手段20と、削孔パターン演算手段40と、削孔装薬手段50と、を備える。
岩塊情報取得手段10は、岩塊サイズ演算手段30、削孔パターン演算手段40、及びクラッシャAと通信可能に接続する。稼働率演算手段20は、岩塊サイズ演算手段30、及びクラッシャAと通信可能に接続する。岩塊サイズ演算手段30は、更に削孔パターン演算手段40と通信可能に接続する。削孔パターン演算手段40は、更に削孔装薬手段50と通信可能に接続する。
各構成要素の接続手段は、有線接続及び無線接続を含む。
最適化システム1は、物理的には主に中央処理装置(CPU)、記憶装置等を備えたコンピューターを中心に構成される。すなわち、最適化システム1を構成する各構成要素の内、例えば解析部12、稼働率演算部21、岩塊サイズ演算部31等の演算系の構成要素は中央処理装置によって各種の演算処理を行い、例えば岩塊情報記憶部13、稼働率記憶部22、岩塊サイズ記憶部32等の記録系の構成要素は記憶装置に各種の情報を保管する。
中央処理装置、記憶装置は、各構成要素で共有してもよいし、各構成要素に対応たせて個別に設けてもよい。また、別途の入力装置や出力装置を備えていてもよい。
また、最適化システム1は、コンピューターによって読み取り可能な記憶媒体、例えばハードディスク(HD)、光ディスク、光磁気ディスク、MO、CD−ROM、CD−R、CD−RW、メモリカード等、に格納したプログラムによって、コンピューターを機能させることによって実施する構成としてもよい。
[Optimization system]
<1> Overall configuration (Fig. 1).
The rock mass size optimization system 1 of the present invention is a system for obtaining the optimum rock mass size that contributes to the improvement of construction efficiency from the rock mass to be input into the crusher A and the operating rate of the crusher A.
The optimization system 1 is applied to a step of blasting and excavating a face in tunnel construction, crushing a rock mass generated by crushing with a crusher A, and carrying it out of the mine as crushed grains.
The optimization system 1 includes at least a rock mass information acquisition means 10 and a rock mass size calculation means 30. In this example, the operating rate calculating means 20, the drilling pattern calculating means 40, and the drilling charging means 50 are further provided.
The rock mass information acquisition means 10 is communicably connected to the rock mass size calculation means 30, the drilling pattern calculation means 40, and the crusher A. The operating rate calculation means 20 is communicably connected to the rock mass size calculation means 30 and the crusher A. The rock mass size calculation means 30 is further communicably connected to the drilling pattern calculation means 40. The drilling pattern calculating means 40 is further communicably connected to the drilling charging means 50.
The connecting means of each component includes a wired connection and a wireless connection.
The optimization system 1 is physically mainly composed of a computer equipped with a central processing unit (CPU), a storage device, and the like. That is, among the components constituting the optimization system 1, for example, the components of the calculation system such as the analysis unit 12, the operation rate calculation unit 21, and the rock mass size calculation unit 31 perform various calculation processes by the central processing unit. For example, the components of the recording system such as the rock mass information storage unit 13, the operation rate storage unit 22, and the rock mass size storage unit 32 store various information in the storage device.
The central processing unit and the storage device may be shared by each component, or may be provided individually corresponding to each component. Further, a separate input device or output device may be provided.
Further, the optimization system 1 is a program stored in a storage medium that can be read by a computer, for example, a hard disk (HD), an optical disk, an optical magnetic disk, an MO, a CD-ROM, a CD-R, a CD-RW, a memory card, or the like. It may be configured to be implemented by operating a computer.

<1.1>クラッシャ。
クラッシャAは、岩塊を破砕する破砕装置である。
クラッシャAは、搬入部a1と、破砕部a2と、搬出部a3と、を備える。
本例ではクラッシャAとして、岩塊を破砕する破砕室(破砕部a2)と、ホイールローダから投入された岩塊を受け入れて順次破砕室に搬入するエプロンフィーダー(搬入部a1)と、破砕室から排出された破砕粒をベルトコンベアに搬出するテール(搬出部a3)と、を備えた移動式のジョークラッシャーを用いる場合について説明する。
クラッシャAの構成は公知なのでここでは詳述しない。
<1.1> Crusher.
The crusher A is a crusher that crushes a rock mass.
The crusher A includes a carry-in section a1, a crushing section a2, and a carry-out section a3.
In this example, as the crusher A, the crushing chamber (crushing section a2) for crushing the rock mass, the apron feeder (carrying section a1) that receives the rock mass input from the wheel loader and sequentially carries it into the crushing chamber, and the crushing chamber. A case of using a mobile jaw crusher provided with a tail (carrying out portion a3) for carrying out the discharged crushed particles to a belt conveyor will be described.
Since the structure of the crusher A is known, it will not be described in detail here.

<2>岩塊情報取得手段。
岩塊情報取得手段10は、岩塊情報を取得する手段である。
岩塊情報取得手段10は、岩塊の画像情報を取得する撮像部11と、画像情報を解析して岩塊情報を生成する解析部12と、岩塊情報を保存する岩塊情報記憶部13と、を備える。
岩塊情報取得手段10は、クラッシャAの破砕部a2内に投入される複数の岩塊の画像情報を画像解析して、各岩塊の岩塊情報を生成し、各岩塊情報を一定の時間単位別にグルーピングして、岩塊情報記憶部13に記憶する。
続いて、岩塊情報取得手段10は、岩塊情報記憶部13内の岩塊情報を、岩塊サイズ演算手段30の岩塊サイズ演算部31と、削孔パターン演算手段40の削孔パターン演算部41へ送信する。なお、岩塊情報記憶部13を介さず、岩塊情報を解析部12から岩塊サイズ演算部31等へ直接送信してもよい。
<2> Rock mass information acquisition means.
The rock mass information acquisition means 10 is a means for acquiring rock mass information.
The rock mass information acquisition means 10 includes an imaging unit 11 that acquires image information of the rock mass, an analysis unit 12 that analyzes the image information and generates rock mass information, and a rock mass information storage unit 13 that stores the rock mass information. And.
The rock mass information acquisition means 10 analyzes the image information of a plurality of rock masses input into the crushed portion a2 of the crusher A to generate rock mass information of each rock mass, and keeps each rock mass information constant. It is grouped by time unit and stored in the rock mass information storage unit 13.
Subsequently, the rock mass information acquisition means 10 calculates the rock mass information in the rock mass information storage unit 13 by the rock mass size calculation unit 31 of the rock mass size calculation means 30 and the drilling pattern calculation of the drilling pattern calculation means 40. It is transmitted to the unit 41. The rock mass information may be directly transmitted from the analysis unit 12 to the rock mass size calculation unit 31 or the like without going through the rock mass information storage unit 13.

<2.1>岩塊情報。
岩塊情報は、個別の岩塊に関する情報である。
岩塊情報は、少なくとも、岩塊サイズ及び岩種を含む。本例では、岩塊情報がさらに岩質を含む。
「岩塊サイズ」とは、岩塊の単体の大きさを示すパラメータである。本例では、岩塊サイズを、岩塊単体の径(mm)として管理する。岩塊の径は例えば、岩塊の長径、岩塊の長径と短径の平均径、または、岩塊を三軸からなる楕円体とみなして長径×中径×短径の三乗根としてもよい。あるいは、岩塊の体積を測定し、同体積の球の直径として管理してもよい。
「岩種」とは、岩塊の種類を示すパラメータである。本例では、岩種を、花崗岩、玄武岩、安山岩等の地質学上の分類に基づいて管理する。この他、国土交通省岩分類(例えば硬岩I、硬岩II、中硬岩等)、「NATM設計施工指針」における岩種分類(A〜G)、等の分類としてもよい。または、切羽の岩盤に特化した分類を独自に設定して、これを採用してもよい。
「岩質」とは、岩塊の状態を示すパラメータである。具体的には例えば、切羽の岩盤の風化変質による岩塊の劣化の程度、岩塊への泥の付着の程度等、クラッシャAの稼働率と有意な関係を持つ要素を、所定の基準に基づいて数値化して管理する。
<2.1> Rock mass information.
Rock mass information is information about individual rock masses.
Rock mass information includes at least rock mass size and rock species. In this example, the rock mass information further includes rock quality.
The "rock mass size" is a parameter indicating the size of a single rock mass. In this example, the rock mass size is managed as the diameter (mm) of the rock mass alone. The diameter of the rock mass is, for example, the major axis of the rock mass, the average diameter of the major axis and the minor axis of the rock mass, or the cube root of major axis × medium diameter × minor axis by regarding the rock mass as an ellipsoid consisting of three axes. good. Alternatively, the volume of the rock mass may be measured and managed as the diameter of a sphere having the same volume.
"Rock type" is a parameter indicating the type of rock mass. In this example, rock species are managed based on geological classifications such as granite, basalt, andesite. In addition, the rock classification of the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (for example, hard rock I, hard rock II, medium hard rock, etc.), rock type classification (AG) in the "NATM Design and Construction Guideline", etc. may be used. Alternatively, a classification specialized for the rock face of the face may be set independently and adopted.
"Rock quality" is a parameter indicating the state of a rock mass. Specifically, for example, factors that have a significant relationship with the operating rate of crusher A, such as the degree of deterioration of the rock mass due to weathering alteration of the rock mass of the face and the degree of mud adhesion to the rock mass, are based on predetermined criteria. Quantify and manage.

<2.2>撮像部。
撮像部11は、岩塊を撮影して画像情報を生成する要素である。
撮像部11は、搬入部a1のエプロンフィーダー上を破砕部a2に向かって流れる岩塊を連続撮影することで、破砕部a2に投入する前の岩塊の画像情報を生成し、解析部12へ送信する。
岩塊の画像情報は、後続する各種演算の基礎として十分な数の岩塊を含み、少なくとも画像内の各部の明度及び色度の情報を含む。画像情報は、静止画/動画のいずれであってもよい。
本例では撮像部11として、クラッシャAの搬入部a1に固定したRGBカメラを採用する。この他、3Dカメラ、その他の光学センサを採用してもよい。
撮像部11は、クラッシャAに据え付ける他、クラッシャAの近傍にクラッシャAから独立して配置してもよい。または、スマートフォン等のカメラ機能を利用したアプリケーションとしてもよい。要は、破砕部a2に投入する前の岩塊を画像として捕捉し、解析部12へ送信可能な構成であればよい。
撮像部11にスマートフォンを利用する場合には、作業員が搬入部a1内の岩塊をカメラで動画撮影して画像情報を生成し、通信ネットワークを介して解析部12へ送信する。
<2.2> Imaging unit.
The image pickup unit 11 is an element that captures a rock mass and generates image information.
The imaging unit 11 continuously photographs the rock mass flowing toward the crushing section a2 on the apron feeder of the carrying-in section a1 to generate image information of the rock mass before being charged into the crushing section a2, and sends the image information to the analysis section 12. Send.
The image information of the rock mass includes a sufficient number of rock masses as a basis for various subsequent operations, and includes at least information on the brightness and chromaticity of each part in the image. The image information may be either a still image or a moving image.
In this example, as the image pickup unit 11, an RGB camera fixed to the carry-in unit a1 of the crusher A is adopted. In addition, a 3D camera or other optical sensor may be adopted.
The imaging unit 11 may be installed on the crusher A or may be arranged in the vicinity of the crusher A independently of the crusher A. Alternatively, it may be an application that uses a camera function of a smartphone or the like. The point is that the rock mass before being thrown into the crushing unit a2 may be captured as an image and transmitted to the analysis unit 12.
When a smartphone is used for the image pickup unit 11, a worker captures a moving image of a rock mass in the carry-in unit a1 with a camera to generate image information, and transmits the image information to the analysis unit 12 via a communication network.

<2.3>解析部。
解析部12は、画像情報を解析して岩塊情報を生成する要素である。
解析部12は、撮像部11が生成した画像情報を受信し、これを画像解析して、岩塊サイズ等に関する岩塊情報を取得する。
なお、本発明の最適化システム1は、破砕部a2に投入される全ての岩塊を漏れなく捕捉して解析する必要はなく、例えば所定処理時間又は所定岩塊投入量に対して一定数のサンプルを解析できればよい。
本例では解析部12が、画像情報から、エッジ検出等の手段により岩塊単体の輪郭認識を行い、画像情報の背景から岩塊単体の領域を切り出すと同時に、岩塊の形状把握を行い、岩塊サイズ、すなわち岩塊単体の径を検出する。
これと並行して、画像情報内の任意の岩塊の領域内における各部の明度及び色度の面積比から、岩塊の岩種を推定する。更に本例では、岩塊単体の各部の明度及び色度の面積比から、風化変質による岩塊の劣化の程度(岩質)を検出する。
本例では、解析部12が、岩塊を含む画像を学習データとした機械学習に基づいて、岩種の推定及び岩質の検出を行う。
具体的には、まず、複数の岩塊を含む画像データを準備し、これに各岩塊の岩質の区分や劣化の評価値等の正解データを付加して学習用データを生成し、学習用データを蓄積して学習用データセットを構成する。
続いて、公知の機械学習アルゴリズムに基づいて、解析部12に学習用データセットを学習させ、画像解析に係る学習済みパラメータ及び学習済みモデルを取得する。
解析部12は、撮像部11から受信した未知の画像情報に対して、学習済みモデルを適用することによって、画像情報中の岩塊に係る岩種と岩質を、高い精度で推定することができる。
本発明における機械学習には、ディープラーニング、サポートベクターマシーン(SVM)、決定木、クラスタリング等の様々な手法を利用できる。
<2.3> Analysis unit.
The analysis unit 12 is an element that analyzes image information and generates rock mass information.
The analysis unit 12 receives the image information generated by the imaging unit 11 and analyzes the image to acquire the rock mass information regarding the rock mass size and the like.
The optimization system 1 of the present invention does not need to capture and analyze all the rock masses input to the crushed portion a2 without omission. It suffices if the sample can be analyzed.
In this example, the analysis unit 12 recognizes the contour of the rock mass by means such as edge detection from the image information, cuts out the region of the rock mass from the background of the image information, and at the same time grasps the shape of the rock mass. The size of the rock mass, that is, the diameter of the rock mass alone is detected.
In parallel with this, the rock type of the rock mass is estimated from the area ratio of the brightness and chromaticity of each part in the region of an arbitrary rock mass in the image information. Further, in this example, the degree of deterioration (rock quality) of the rock mass due to weathering alteration is detected from the area ratio of the brightness and chromaticity of each part of the rock mass alone.
In this example, the analysis unit 12 estimates the rock type and detects the rock quality based on the machine learning using the image including the rock mass as the learning data.
Specifically, first, image data including a plurality of rock masses is prepared, and correct answer data such as rock quality classification and deterioration evaluation value of each rock mass are added to generate learning data for learning. Data is accumulated to form a learning data set.
Subsequently, based on a known machine learning algorithm, the analysis unit 12 is made to learn a learning data set, and a learned parameter and a learned model related to image analysis are acquired.
By applying the trained model to the unknown image information received from the imaging unit 11, the analysis unit 12 can estimate the rock type and rock quality related to the rock mass in the image information with high accuracy. can.
For machine learning in the present invention, various methods such as deep learning, support vector machine (SVM), decision tree, and clustering can be used.

<3>稼働率演算手段。
稼働率演算手段20は、クラッシャAの稼働率情報を演算する手段である。
稼働率演算手段20は、稼働率演算部21と、稼働率記憶部22と、を備える。
稼働率演算部21は、クラッシャAから岩塊の量や破砕粒の量等に関するデータを取得し、これらを元にクラッシャAの稼働率情報を演算する。
稼働率記憶部22は、稼働率演算部21が演算した稼働率情報を保存し、岩塊サイズ演算手段30の岩塊サイズ演算部31へ送信する。なお、稼働率記憶部22を介さず、稼働率情報を稼働率演算部21から岩塊サイズ演算部31へ直接送信してもよい。
<3> Operating rate calculation means.
The operating rate calculating means 20 is a means for calculating the operating rate information of the crusher A.
The operating rate calculation means 20 includes an operating rate calculation unit 21 and an operating rate storage unit 22.
The operating rate calculation unit 21 acquires data on the amount of rock mass, the amount of crushed grains, and the like from the crusher A, and calculates the operating rate information of the crusher A based on these data.
The operating rate storage unit 22 stores the operating rate information calculated by the operating rate calculation unit 21 and transmits it to the rock mass size calculation unit 31 of the rock mass size calculation means 30. The operating rate information may be directly transmitted from the operating rate calculation unit 21 to the rock mass size calculation unit 31 without going through the operating rate storage unit 22.

<3.1>稼働率情報。
稼働率情報は、クラッシャAの稼働率に関する情報である。
クラッシャAの稼働率とは、クラッシャAの破砕部a2内に投入した岩塊の全量を、標準処理時間内に破砕して排出できる状態を100%とした、クラッシャAの仕事率である。標準処理時間は、クラッシャAのスペックや、少量の岩塊の破砕に係る処理時間に基づいて設定する。
具体的には例えば、例えばクラッシャAが稼働中の状態における一時点(第1時点)から所定時間(例えば3分)内に搬入部a1から破砕部a2へ投入した岩塊の量vinと、第1時点から標準処理時間経過後の第2時点から所定時間の間に、破砕部a2から搬出部a3に排出した破砕粒の量voutの比(vout/vin)から算出することができる。この場合の岩塊と破砕粒の量は、重量による他、体積によってもよい。
重量による場合、例えばクラッシャAの搬入部a1及び搬出部a3に重量センサを設置して計測することができる。体積による場合、例えば搬入部a1及び搬出部a3にラインレーザを設置して、移動する岩塊の断面積と移動量から計測することができる。
この他、稼働率情報は、破砕部a2による破砕処理が滞留することにより、搬入部a1内に投入した岩塊が蓄積してゆく蓄積量に基づいて算出してもよい。あるいは、クラッシャAの破砕部a2の負荷情報に基づいて算出してもよい。
<3.1> Occupancy rate information.
The operating rate information is information on the operating rate of the crusher A.
The operating rate of the crusher A is the power of the crusher A, which is 100% in a state where the entire amount of rock mass put into the crushed portion a2 of the crusher A can be crushed and discharged within the standard processing time. The standard treatment time is set based on the specifications of the crusher A and the treatment time for crushing a small amount of rock mass.
Specifically, for example, the amount v in the rock-mass example crusher A is which supplied from the loading unit a1 to crushing part a2 in one time (first time) from a predetermined time in the state of running (for example, 3 minutes), during a predetermined time period from the second time after the standard processing time has elapsed from the first time point, be calculated from the ratio of the amount v out of the crushed grains discharged to the unloading unit a3 from crushing part a2 (v out / v in) can. The amount of rock mass and crushed grains in this case may depend on the volume as well as the weight.
In the case of weight, for example, weight sensors can be installed in the carry-in portion a1 and the carry-out portion a3 of the crusher A to measure the weight. In the case of volume, for example, line lasers can be installed in the carry-in portion a1 and the carry-out portion a3, and the measurement can be performed from the cross-sectional area and the amount of movement of the moving rock mass.
In addition, the operating rate information may be calculated based on the amount of accumulated rock mass that has been thrown into the carry-in portion a1 due to the retention of the crushing process by the crushing portion a2. Alternatively, it may be calculated based on the load information of the crushed portion a2 of the crusher A.

<4>岩塊サイズ演算手段。
岩塊サイズ演算手段30は、最適岩塊サイズを演算する手段である。
岩塊サイズ演算手段30は、岩塊サイズ演算部31と、岩塊サイズ記憶部32と、を備える。
岩塊サイズ演算部31は、岩塊情報記憶部13から岩塊情報を取得し、稼働率記憶部22からクラッシャの稼働率情報を取得し、岩塊情報とクラッシャの稼働率情報から、岩種別の最適岩塊サイズを演算する。
岩塊サイズ記憶部32は、岩塊サイズ演算部31が演算した最適岩塊サイズを保存し、削孔パターン演算手段40の削孔パターン演算部41へ送信する。
岩塊サイズ記憶部32内の最適岩塊サイズは、岩塊サイズ演算部31による最新の演算結果と比較して随時補正・更新することで、判定の精度を高める。
<4> Rock mass size calculation means.
The rock mass size calculation means 30 is a means for calculating the optimum rock mass size.
The rock mass size calculation means 30 includes a rock mass size calculation unit 31 and a rock mass size storage unit 32.
The rock mass size calculation unit 31 acquires rock mass information from the rock mass information storage unit 13, acquires operation rate information of the crusher from the operation rate storage unit 22, and obtains rock type from the rock mass information and the operation rate information of the crusher. Calculate the optimum rock mass size of.
The rock mass size storage unit 32 stores the optimum rock mass size calculated by the rock mass size calculation unit 31 and transmits it to the drilling pattern calculation unit 41 of the drilling pattern calculation means 40.
The optimum rock mass size in the rock mass size storage unit 32 is corrected / updated as needed by comparing with the latest calculation result by the rock mass size calculation unit 31 to improve the accuracy of determination.

<4.1>最適岩塊サイズ。
最適岩塊サイズは、クラッシャAの稼働率を最適に維持可能な範囲内における、最大の岩塊サイズである。
ここで、稼働率が「最適」とは、原則として稼働率が100%であることを意味するが、これに限られず、稼働率100%を基準として、工程上許容範囲な程度の遅延を反映させた数値、例えば稼働率99〜90%等と設定してもよい。
以上の基準に基づき設定した最適な稼働率を「最適稼働率」と定義する。
<4.1> Optimal rock mass size.
The optimum rock mass size is the maximum rock mass size within the range in which the operating rate of the crusher A can be optimally maintained.
Here, "optimal" operating rate means that the operating rate is 100% in principle, but the operating rate is not limited to this, and the delay within the allowable range in the process is reflected based on the operating rate of 100%. It may be set to a set value, for example, an operating rate of 99 to 90%.
The optimum operating rate set based on the above criteria is defined as the "optimal operating rate".

<4.2>最適岩塊サイズの演算。
岩塊サイズ演算部31が、クラッシャAの稼働率と、岩塊情報中の岩塊サイズと、岩塊情報中の岩種と、を考慮して岩塊情報を演算する。
最適岩塊サイズの演算は、例えば以下の手順による。
演算の対象となる時間単位(対象時間単位)内における複数の岩塊情報から、極端に大きい岩塊や小さい岩塊等、異常値と判断される岩塊サイズの岩塊に係る岩塊情報を除外する。
残った岩塊情報と、対象時間単位に対応する時間単位(対応時間単位)におけるクラッシャAの稼働率とを紐づける。ここで、対応時間単位とは、例えば対象時間単位と同一の時間幅であって、対象時間単位から岩塊の破砕に係る標準処理時間を遅らせた時間単位である。
紐づけは、例えば複数の岩塊の岩塊サイズの加重平均値と、稼働率とを対応させて行う。紐づけの結果を岩種別の評価データとして継続して記録する。
なお、一つの対象時間単位内に複数種類の岩種が混在する場合には、この対象時間単位を演算の対象から除外する、岩塊サイズの総量等の指標から便宜的にいずれかの岩種に振り分ける、等の処理を行うことができる。
続いて、複数の評価データを比較して、最適稼働率を未達の評価データを除外し、残った評価データの内、各岩種における最も大きい岩塊サイズを、各岩種における最適岩塊サイズと特定する。
本例では更に、岩塊情報中の岩質を考慮する。例えば岩塊の評価データを、岩種別に加えて、岩質別に細区分して最適岩塊サイズを特定する。
例えば、最適稼働率を98%と設定した場合、稼働率98%未満(例えば97.7%)における岩塊の岩塊情報は除外し、稼働率98%〜100%の岩塊における岩塊情報のみを比較して、岩種別の最大岩塊サイズを特定する。
本発明の最適化システム1は、単にクラッシャAの破砕効率のみを考慮して岩塊サイズを求めるだけの発明ではなく、最適な稼働率を達成可能な範囲内において「最大の」岩塊サイズを求めることで、発破/掘削工程への負担の転嫁を回避し、工事全体としての最適化を達成することができる。
<4.2> Calculation of optimum rock mass size.
The rock mass size calculation unit 31 calculates the rock mass information in consideration of the operating rate of the crusher A, the rock mass size in the rock mass information, and the rock species in the rock mass information.
The calculation of the optimum rock mass size is performed by, for example, the following procedure.
From multiple rock mass information within the time unit (target time unit) that is the target of calculation, rock mass information related to rock masses of rock mass size that are judged to be abnormal values, such as extremely large rock masses and small rock masses, can be obtained. exclude.
The remaining rock mass information is linked with the operating rate of the crusher A in the time unit (corresponding time unit) corresponding to the target time unit. Here, the corresponding time unit is, for example, a time unit having the same time width as the target time unit and delaying the standard processing time for crushing the rock mass from the target time unit.
For example, the association is performed by associating the weighted average value of the rock mass sizes of a plurality of rock masses with the operating rate. The result of association is continuously recorded as evaluation data for each rock type.
If multiple types of rocks are mixed in one target time unit, one of the rock types is conveniently excluded from the calculation target, such as the total amount of rock mass size. It is possible to perform processing such as sorting to.
Subsequently, a plurality of evaluation data are compared, evaluation data for which the optimum operating rate has not been achieved are excluded, and among the remaining evaluation data, the largest rock mass size for each rock type is selected as the optimum rock mass for each rock type. Identify as size.
In this example, the rock quality in the rock mass information is further considered. For example, the evaluation data of the rock mass is subdivided according to the rock quality in addition to the rock type, and the optimum rock mass size is specified.
For example, when the optimum operating rate is set to 98%, the rock mass information of the rock mass with the operating rate of less than 98% (for example, 97.7%) is excluded, and the rock mass information of the rock mass with the operating rate of 98% to 100% is excluded. Identify the maximum rock mass size for each rock type by comparing only.
The optimization system 1 of the present invention is not an invention that merely determines the rock mass size in consideration of only the crushing efficiency of the crusher A, but also obtains the "maximum" rock mass size within the range in which the optimum operating rate can be achieved. By asking, it is possible to avoid passing on the burden to the blasting / excavation process and achieve optimization of the entire construction.

<4.3>最適岩塊サイズの利用。
最適岩塊サイズは、本例のように、削孔パターン演算手段40に送信して直接的に利用する他、岩塊サイズ記憶部32からデータベースや紙媒体としてアウトプットし、これに基づいて作業員の判断により削孔パターンを選定する等、間接的に利用することもできる。
<4.3> Use of optimum rock mass size.
As in this example, the optimum rock mass size is transmitted directly to the drilling pattern calculation means 40 and used directly, or is output from the rock mass size storage unit 32 as a database or paper medium, and work is performed based on this. It can also be used indirectly, such as by selecting a drilling pattern at the discretion of the staff.

<5>削孔パターン演算手段。
削孔パターン演算手段40は、削孔パターン情報を演算する手段である。
削孔パターン演算手段40は、削孔パターン演算部41と、削孔パターン記憶部42と、を備える。
削孔パターン演算部41は、岩塊情報記憶部13から岩塊情報を取得し、岩塊サイズ記憶部32から最適岩塊サイズを取得し、岩塊情報と最適岩塊サイズから、削孔パターン情報を演算する。
削孔パターン演算部41は、削孔パターン情報の演算にあたり、岩塊情報の内、少なくとも岩種を考慮する。
所望の岩塊サイズ(最適岩塊サイズ)と岩質を関連付けて削孔パターンを設定する方法については、各種の技術が開発されており公知なので、ここでは詳述しない。
本例では、削孔パターン記憶部42が、削孔パターン情報を電子信号として削孔装薬手段50へ送信する。
<5> Drilling pattern calculation means.
The drilling pattern calculation means 40 is a means for calculating drilling pattern information.
The drilling pattern calculation means 40 includes a drilling pattern calculation unit 41 and a drilling pattern storage unit 42.
The drilling pattern calculation unit 41 acquires rock mass information from the rock mass information storage unit 13, acquires the optimum rock mass size from the rock mass size storage unit 32, and obtains a drilling pattern from the rock mass information and the optimum rock mass size. Calculate information.
The drilling pattern calculation unit 41 considers at least the rock type in the rock mass information when calculating the drilling pattern information.
Since various techniques have been developed and are known, the method of setting the drilling pattern by associating the desired rock mass size (optimum rock mass size) with the rock quality will not be described in detail here.
In this example, the drilling pattern storage unit 42 transmits the drilling pattern information as an electronic signal to the drilling charging means 50.

<5.1>削孔パターン情報。
削孔パターン情報は、切羽に対する削孔パターンの情報である。
削孔パターン情報は、装薬孔の配置と間隔を少なくとも含む。この他、切羽に対する削孔方向と削孔角度、装薬孔の深さ、装薬量等を含んでもよい。
<5.1> Drilling pattern information.
The drilling pattern information is information on the drilling pattern for the face.
The drilling pattern information includes at least the placement and spacing of the charge holes. In addition, the hole-drilling direction and the drilling angle with respect to the face, the depth of the charge hole, the charge amount, and the like may be included.

<6>削孔装薬手段。
削孔装薬手段50は、削孔/装薬を行う手段である。
削孔装薬手段50は、切羽に装薬孔を削孔する削孔部51と、装薬孔内に火薬を装薬する装薬部52と、を備える。
本例では削孔装薬手段50として、コンピューター制御の油圧ドリルジャンボを採用し、削孔パターン記憶部42から、削孔パターン情報を取得し、切羽に対し、削孔パターン情報に基づいて自動的に削孔を行う。
ただし、削孔装薬手段50は、コンピューター制御に限らず、例えば削孔装薬手段50内のディスプレイに削孔パターン情報を画像表示し、作業員がこの削孔パターン情報に基づいて削孔装薬手段50を操作して、削孔を行ってもよい。
<6> Drilling charge means.
The drilling charge means 50 is a means for drilling / charging.
The drilling charging means 50 includes a drilling portion 51 for drilling a charging hole in the face and a charging portion 52 for charging an explosive in the charging hole.
In this example, a computer-controlled hydraulic drill jumbo is adopted as the drilling charge means 50, the drilling pattern information is acquired from the drilling pattern storage unit 42, and the face is automatically drilled based on the drilling pattern information. Drill holes in.
However, the drilling charge means 50 is not limited to computer control, for example, the drilling pattern information is displayed as an image on the display in the drilling charge means 50, and the worker performs the drilling charge based on the drilling pattern information. The drug means 50 may be operated to drill holes.

<7>最適化方法(図2)。
本発明の岩塊サイズの最適化方法は、岩塊情報取得手段10が、クラッシャAへ投入する前の岩塊に係る岩塊情報を取得する、ステップS1と、岩塊サイズ演算手段30が、岩塊情報取得手段10から岩塊情報を取得し、岩塊情報及びクラッシャAの稼働率情報から、岩種別の最適岩塊サイズを演算するステップS2と、削孔パターン演算手段40が、岩塊情報取得手段10から岩塊情報を取得し、岩塊サイズ演算手段30から最適岩塊サイズを取得し、岩塊情報及び最適岩塊サイズから、切羽の発破掘削に係る削孔パターン情報を演算するステップS3と、を少なくとも備える。
各ステップの詳細は、最適化システム1の説明における各構成要素の機能として説明済みなのでここでは繰り返さない。
<7> Optimization method (Fig. 2).
In the method for optimizing the rock mass size of the present invention, step S1 in which the rock mass information acquisition means 10 acquires the rock mass information related to the rock mass before being thrown into the crusher A, and the rock mass size calculation means 30 Step S2, in which rock mass information is acquired from the rock mass information acquisition means 10 and the optimum rock mass size for each rock type is calculated from the rock mass information and the operation rate information of the crusher A, and the drilling pattern calculation means 40 are rock masses. Rock mass information is acquired from the information acquisition means 10, the optimum rock mass size is acquired from the rock mass size calculation means 30, and the drilling pattern information related to the blasting excavation of the face is calculated from the rock mass information and the optimum rock mass size. At least step S3 is provided.
The details of each step have already been explained as the function of each component in the description of the optimization system 1, and are not repeated here.

1 最適化システム
10 岩塊情報取得手段
11 撮像部
12 解析部
13 岩塊情報記憶部
20 稼働率演算手段
21 稼働率演算部
22 稼働率記憶部
30 岩塊サイズ演算手段
31 岩塊サイズ演算部
32 岩塊サイズ記憶部
40 削孔パターン演算手段
41 削孔パターン演算部
42 削孔パターン記憶部
50 削孔装薬手段
51 削孔部
52 装薬部
A クラッシャ
a1 搬入部
a2 破砕部
a3 搬出部
1 Optimization system 10 Rock mass information acquisition means 11 Imaging unit 12 Analysis unit 13 Rock mass information storage unit 20 Operation rate calculation means 21 Operation rate calculation unit 22 Operation rate storage unit 30 Rock mass size calculation means 31 Rock mass size calculation unit 32 Rock mass size storage unit 40 Drilling pattern calculation means 41 Drilling pattern calculation unit 42 Drilling pattern storage unit 50 Drilling charging means 51 Drilling part 52 Charge part A Crusher a1 Importing part a2 Crushing part a3 Carrying out part

Claims (9)

トンネル工事において、切羽を発破掘削して生じた岩塊を、クラッシャによって破砕し、破砕粒として坑外へ搬出する工程に適用する、岩塊サイズの最適化システムであって、
前記クラッシャへ投入する前の岩塊に係る岩塊情報を取得し、前記岩塊情報が少なくとも、岩塊サイズ及び岩種を含む、岩塊情報取得手段と、
前記岩塊情報取得手段から前記岩塊情報を取得し、前記岩塊情報及び前記クラッシャの稼働率情報から、岩種別の最適岩塊サイズを演算する、岩塊サイズ演算手段と、を備え、
前記最適岩塊サイズが、前記クラッシャの稼働率を最適に維持可能な最大の岩塊サイズであることを特徴とする、
最適化システム。
A rock mass size optimization system that is applied to the process of blasting and excavating a face in tunnel construction, crushing the rock mass with a crusher, and carrying it out of the mine as crushed grains.
A rock mass information acquisition means that acquires rock mass information related to the rock mass before being thrown into the crusher, and the rock mass information includes at least the rock mass size and the rock species.
A rock mass size calculation means for acquiring the rock mass information from the rock mass information acquisition means and calculating the optimum rock mass size for each rock type from the rock mass information and the operating rate information of the crusher is provided.
The optimum rock mass size is the maximum rock mass size capable of optimally maintaining the operating rate of the crusher.
Optimization system.
前記クラッシャの稼働時間単位における、前記クラッシャに投入した岩塊の量と、前記クラッシャによって前記岩塊を破砕して排出した破砕粒の量から、前記クラッシャの稼働率情報を演算する、稼働率演算手段を備え、前記岩塊サイズ演算手段が、前記稼働率演算手段から前記稼働率情報を取得することを特徴とする、請求項1に記載の最適化システム。 The operating rate calculation is to calculate the operating rate information of the crusher from the amount of rock mass put into the crusher and the amount of crushed grains discharged by crushing the rock mass by the crusher in the operating time unit of the crusher. The optimization system according to claim 1, further comprising means, wherein the rock mass size calculating means acquires the operating rate information from the operating rate calculating means. 前記岩塊情報取得手段から前記岩塊情報を取得し、前記岩塊サイズ演算手段から前記最適岩塊サイズを取得し、前記岩塊情報及び前記最適岩塊サイズから、切羽の発破掘削に係る削孔パターン情報を演算する、削孔パターン演算手段を備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の最適化システム。 The rock mass information is acquired from the rock mass information acquisition means, the optimum rock mass size is acquired from the rock mass size calculation means, and the blasting excavation of the face is performed from the rock mass information and the optimum rock mass size. The optimization system according to claim 1 or 2, further comprising a hole-drilling pattern calculation means for calculating hole pattern information. 前記削孔パターン演算手段から前記削孔パターン情報を取得し、前記削孔パターン情報に基づいて、切羽に対して自律的に削孔及び装薬を行う、削孔装薬手段を備えることを特徴とする、請求項3に記載の最適化システム。 It is characterized by comprising a drilling charging means that acquires the drilling pattern information from the drilling pattern calculating means and autonomously drills and charges the face based on the drilling pattern information. The optimization system according to claim 3. 前記岩塊情報取得手段が、前記クラッシャの破砕部へ投入する前の岩塊を撮影して画像情報を生成する、撮像部と、前記画像情報を画像解析して前記岩塊情報を取得する、解析部と、を有することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の最適化システム。 The rock mass information acquisition means acquires image information by photographing the rock mass before being thrown into the crushed portion of the crusher, and the imaging unit and the image analysis are image-analyzed to acquire the rock mass information. The optimization system according to any one of claims 1 to 4, further comprising an analysis unit. 前記解析部が、岩塊を含む画像を学習データとする機械学習に基づいて画像解析を行うことを特徴とする、請求項5に記載の最適化システム。 The optimization system according to claim 5, wherein the analysis unit performs image analysis based on machine learning using an image containing a rock mass as learning data. トンネル工事において、切羽を発破掘削して生じた岩塊を、クラッシャによって破砕し、破砕粒として坑外へ搬出する工程に適用する、岩塊サイズの最適化方法であって、
岩塊情報取得手段が、前記クラッシャへ投入する前の岩塊に係る岩塊情報を取得し、前記岩塊情報が少なくとも、岩塊サイズ及び岩種を含むステップと、
岩塊サイズ演算手段が、前記岩塊情報取得手段から前記岩塊情報を取得し、前記岩塊情報及び前記クラッシャの稼働率情報から、岩種別の最適岩塊サイズを演算するステップと、
削孔パターン演算手段が、前記岩塊情報取得手段から前記岩塊情報を取得し、前記岩塊サイズ演算手段から前記最適岩塊サイズを取得し、前記岩塊情報及び前記最適岩塊サイズから、切羽の発破掘削に係る削孔パターン情報を演算するステップと、を備え、
前記最適岩塊サイズが、前記クラッシャの稼働率を最適に維持可能な最大の岩塊サイズであることを特徴とする、
最適化方法。
This is a method for optimizing the size of rock mass, which is applied to the process of blasting and excavating a face in tunnel construction, crushing the rock mass with a crusher, and carrying it out of the mine as crushed grains.
The rock mass information acquisition means acquires the rock mass information related to the rock mass before being thrown into the crusher, and the rock mass information includes at least the rock mass size and the rock type.
A step in which the rock mass size calculation means acquires the rock mass information from the rock mass information acquisition means and calculates the optimum rock mass size for each rock type from the rock mass information and the operating rate information of the crusher.
The drilling pattern calculation means acquires the rock mass information from the rock mass information acquisition means, acquires the optimum rock mass size from the rock mass size calculation means, and obtains the optimum rock mass size from the rock mass information and the optimum rock mass size. It is equipped with a step to calculate drilling pattern information related to blasting and excavation of the face.
The optimum rock mass size is the maximum rock mass size capable of optimally maintaining the operating rate of the crusher.
Optimization method.
コンピューターを、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の最適化システムとして機能させるための、
プログラム。
To make the computer function as the optimization system according to any one of claims 1 to 6.
program.
請求項8に記載のプログラムを記録した、
コンピューター読み取り可能な記録媒体。
The program according to claim 8 is recorded.
A computer-readable recording medium.
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